JP7339739B2

JP7339739B2 - 車両

Info

Publication number: JP7339739B2
Application number: JP2019018857A
Authority: JP
Inventors: 史之守屋; 裕太戸塚; 秀寛高木
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-02-05
Publication date: 2023-09-06
Anticipated expiration: 2039-02-05
Also published as: CN111516514A; US11007876B2; JP2020127305A; CN111516514B; US20200247243A1

Description

本発明は、走行用の電力を蓄積するバッテリと、外部からバッテリの充電用の電力を取り込む電力取込部とを有する車両に関する。

ＥＶ（Electric Vehicle）又はＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）などの車両は、走行用の電力を蓄積する大容量の高電圧バッテリを備える。高電圧バッテリは、エアコン又はナビゲーションシステムなどの車載機器の電源として使用されることがある。さらに、近年、車体の内外に設けられたコンセントからＡＣ電源を供給する利便性機能が実用化され、利便性機能の電源としても高電圧バッテリが用いられている。

このような車両は、外部電源から電力を取り込んで、高電圧バッテリの充電を行うことができる。充電の形式には、地上設備の送電コイルから非接触で電力を取り込む非接触充電形式と、充電コネクタを介して有線で電力を取り込む有線充電形式とがある。

一般に、高電圧バッテリを備える車両では、高電圧バッテリの電圧が無暗にシステムの電源ラインに出力されないよう、システムメインリレーを介して、電源ラインと高電圧バッテリとが切断可能とされる。また、高電圧バッテリを外部電源から充電可能な車両においては、電力取込部に、高電圧バッテリの電圧が必要なく出力されないよう、電圧取込部と電源ラインとが充電用リレーを介して切断可能とされる。

特許文献１には、高電圧バッテリの充電中に車載機器を優先的に駆動する指示があった場合に、充電電流の一部で車載機器を駆動し、充電器の最大出力電流値と車載機器に供給される電流値との差分の電流によってバッテリを充電する技術が開示されている。

特開平０８－０６５８１５号公報

特許文献１に示されるように、高電圧バッテリの充電中に電気機器が使用されることがある。この場合、満充電になって充電が完了した後も継続的に電気機器が使用されると、高電圧バッテリの充電率が低下するため、その後、高電圧バッテリの充電が再開されることが想定される。

充電の開始時、一般的には、電圧取込部のリレーが切断状態から接続状態に切り替えられる。リレーの切替時には、突入電流によりリレーが破壊されないよう、電源ラインから高電圧バッテリが切り離されることが好ましい。しかし、電気機器の使用中に高電圧バッテリが切り離されると、電気機器への電力供給が中断されて利便性が低下する。

本発明は、充電完了後、電気機器の使用を継続しつつ充電を再開する場合でも、電気機器を使用する上での利便性の低下を抑制できる車両を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、
走行用の電力を蓄積するバッテリと、
外部から充電用の電力を取り込む電力取込部と、
前記バッテリから走行モータ以外の機器に電源を供給可能な電源機能部と、
前記電源機能部のうち優先度の高い電源として設定された優先電源機能部と、
前記電源機能部のうち前記優先電源機能部よりも優先度の低い電源として設定された非優先電源機能部と、
前記バッテリを電源ラインに接続又は切断する第１リレーと、
前記電力取込部を前記電源ラインに接続又は切断する第２リレーと、
前記電力取込部を介した前記バッテリの充電完了の際、前記電源機能部の使用状況及び前記優先電源機能部の使用状況に基づいて、前記第１リレー及び前記第２リレーの切替手順を変更する制御部と、
前記優先電源機能部の使用可能性を判断する判断部と、
を備え、
前記判断部は、前記充電完了の際、搭乗者が車室に残っている場合に、前記優先電源機能部の使用可能性があると判断し、
前記制御部は、前記充電完了の際、前記電源機能部が使用されていない場合に、前記第１リレー及び前記第２リレーを切断状態に切り替え、
前記制御部は、前記充電完了の際、前記電源機能部が使用中であって、かつ前記優先電源機能部が使用中である又は前記判断部が前記優先電源機能部の使用可能性があると判断した場合に、前記第１リレー及び前記第２リレーの接続を維持し、
前記制御部は、前記充電完了の際、前記電源機能部が使用中であって、かつ前記優先電源機能部が使用されていない又は前記判断部が前記優先電源機能部の使用の可能性がないと判断した場合に、前記第１リレーの接続を維持し、前記第２リレーを切断状態に切り替え、
前記制御部は、前記電力取込部を介した前記バッテリの充電を開始する際、前記第２リレーが切断状態である場合には、前記第１リレーを切断状態に切り替えた後に、前記第２リレーを接続状態に切り替え、その後に前記第１リレーを接続状態に切り替える切替制御を実行した後に、前記充電を開始し、
前記制御部は、前記電力取込部を介した前記バッテリの充電を開始する際、前記第２リレーが接続状態である場合には、前記切替制御を実行せずに、前記充電を開始することを特徴とする車両である。

なお、本明細書において切替手順の変更とは、切替対象の変更、切替内容の変更、切替順序の変更、及び、これらの変更の組み合わせを含む概念である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両であって、
前記制御部は、
前記充電完了の際に前記第１リレー及び前記第２リレーの接続を維持した後、シフトレバーのドライブ位置又はリバース位置への操作を検出した場合には、前記第２リレーを切断状態に切り替え、
前記制御部は、
前記充電完了の際に前記第１リレー及び前記第２リレーの接続を維持した後、システム終了の操作があった場合に、前記第２リレーを切断状態に切り替えることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両であって、
前記優先電源機能部は、前記バッテリの電力をＡＣ電源電圧に変換してコンセントに出力する車載インバータであることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両であって、
前記判断部は、イモビライザーの電子キーが車室にあるか否か又はカメラによる車室内の撮影映像に基づいて、前記搭乗者が前記車室に残っているか否かを判別することを特徴とする。

本発明によれば、電源機能部の使用状況に応じて、充電完了時における第１リレーと第２リレーとの切替手順を変更できる。充電中又は充電完了時の電源機能部の使用状況は、充電完了後の電源機能部の使用状況と相関があるので、上記の切替手順の変更により、充電完了後の電源機能部の使用状況に適した第１リレーと第２リレーとの切り替えを実現できる。これにより、例えば、充電完了後、電源機能部の使用により、バッテリの充電率が低下することで、バッテリの充電が再開されるような場合に、電源機能部の電力供給が中断されないような、第１リレー及び第２リレーの切替を実現できる。これにより、充電完了後、電気機器の使用を継続しつつ充電を再開する場合でも、電源機能部の利便性の低下を抑制できる。

本発明の実施形態に係る車両を示すブロック図である。充電制御部が実行する非接触充電終了処理の手順を示すフローチャートである。充電制御部が実行する非接触充電開始処理の手順を示すフローチャートである。再充電処理を説明するグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の車両を示すブロック図である。

本発明の実施形態に係る車両１は、ＥＶ又はＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）などであり、走行用の電力を蓄積するバッテリ１１と、駆動輪を駆動する走行モータ１３と、バッテリ１１と走行モータ１３との間で電力を変換するインバータ１２と、バッテリ１１の状態を管理するＢＣＵ（Battery Control Unit）１４とを備える。バッテリ１１は、走行モータ１３を駆動する高電圧を出力し、高電圧バッテリと呼んでもよい。バッテリ１１は、例えばリチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池などの二次電池である。

車両１は、さらに、システムメインリレーＲ１、プリチャージ部ＰＣ及び電源ラインＬｂを備える。バッテリ１１は、システムメインリレーＲ１及びプリチャージ部ＰＣを介して電源ラインＬｂに接続される。プリチャージ部ＰＣは、システムメインリレーＲ１が切断状態のときに、システムメインリレーＲ１の両端間の電圧を緩やかに近づける機能を有する。バッテリ１１を電源ラインＬｂに接続するには、まず、プリチャージ部ＰＣが接続状態に切り替えられ、これによりシステムメインリレーＲ１の両端間の電位差が小さくされる。その後、システムメインリレーＲ１が接続状態に、プリチャージ部ＰＣが切断状態に切り替えられ、これにより、システムメインリレーＲ１に過大な電流が流れずに、システムメインリレーＲ１を切断状態から接続状態に切り替えることができる。以下、システムメインリレーＲ１を接続状態に切り替えると説明したときは、プリチャージ部ＰＣの上記の切り替えの動作が含まれるものとする。システムメインリレーＲ１は、本発明に係る第１リレーの一例に相当する。

車両１は、さらに、走行制御と各部の制御を行う車両制御部１５を備える。車両制御部１５は、１つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）から構成されてもよいし、互いに連携して動作する複数のＥＣＵから構成されてもよい。車両制御部１５は、例えば、運転操作部（図示略のペダル、シフトレバー４１等）の操作に応じて、インバータ１２を駆動し、走行モータ１３を力行運転又は回生運転させる。これにより、運転操作に応じた車両１の走行が実現される。加えて、車両制御部１５は、電源機能部２５の始動制御と、システムメインリレーＲ１及びプリチャージ部ＰＣの切り替え制御とを行う。

車両１は、さらに、走行モータ１３以外の電気機器にバッテリ１１の電力を用いて電源電圧を供給する電源機能部２５を備える。電源機能部２５は、エアコン用インバータ２１、車載インバータ２３、並びに、図示略のヒータスイッチなどを含む。エアコン用インバータ２１は、バッテリ１１の電力を変換してエアコン２２（コンプレッサ等）に駆動電流を送る。車載インバータ２３は、バッテリ１１の電力をＡＣ電源電圧に変換し、車内コンセント２４に出力する。車両１の搭乗者は、車載インバータ２３を駆動させることで、例えば家庭用の電気器具を車内コンセント２４に接続して使用することができる。ヒータスイッチには、負荷として、空調用の冷媒又はバッテリ１１を温めるＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータが接続され、オンされることでＰＣＴヒータに電力を供給する。

なお、車内コンセント２４の代わりに、あるいは、車内コンセント２４に加えて、車載インバータ２３には、車両１の近傍（車室外）で電気器具を使用できる車外コンセント又は宅内のコンセントが接続されていてもよい。あるいは、電源機能部２５は、車載インバータ２３の代わりに、外付け用のインバータを接続可能なコネクタ及びリレーを備えていてもよい。そして、コネクタに外付け用のインバータが接続され、リレーがオンにされることで、車両制御部１５の制御により、電源ラインＬｂからインバータへ電力が供給され、外付け用のインバータから車外コンセントへＡＣ電源電圧が出力されるように構成されてもよい。また、外付け用のインバータから家庭のコンセントへＡＣ電源電圧が出力されるように構成されてもよい。車両１から車外へＡＣ電源電圧を供給する構成はＶ２Ｌ（Vehicle to Load）であり、車両１から宅内へＡＣ電源電圧を供給する構成はＶ２Ｈ（Vehicle to Home）である。このような構成により、車両１のユーザは、車両１の近傍又は家庭で、車両１から供給される電力を用いて電気器具を使用することができる。

車両１は、さらに、地上設備１００から非接触に電力を取り込む非接触充電機構３０を備える。非接触充電機構３０は、受電コイル３１、整流器３２、無線通信を行う通信部３３、充電制御部３４及び充電用リレーＲ２を備える。受電コイル３１は、地上設備１００の送電コイル１０３と対向した状態で、電磁的な結合又は電磁的な共鳴により送電コイル１０３から電力を受けることができる。整流器３２は、受電コイル３１から出力される交流電流を整流し、電源ラインＬｂ側へ送る。充電用リレーＲ２は、整流器３２と電源ラインＬｂとを接続状態と切断状態とに切り替える。充電用リレーＲ２は、本発明に係る第２リレーの一例に相当する。受電コイル３１及び整流器３２は、本発明に係る電力取込部の一例を示す。充電制御部３４は、本発明に係る制御部及び判断部の一例に相当する。

充電制御部３４は、通信部３３を介して地上設備１００と通信を行い、かつ、整流器３２から電圧情報を受けて、非接触充電の制御を行う。非接触充電の制御には、充電用リレーＲ２の切替制御が含まれる。充電制御部３４は、通信ラインＬｃを介した通信を行って、車両制御部１５及びＢＣＵ１４と連携する。すなわち、充電制御部３４は、車両制御部１５を介してシステムメインリレーＲ１の切替制御を行うことができ、また、車両制御部１５又はＢＣＵ１４を介して搭乗者による各種運転操作の情報とバッテリ１１の状態情報を取り込むことができる。各種運転操作の情報には、シフトレバー４１の位置情報（パーキングモード、ドライブモード、リバースモードなど）が含まれる。バッテリ１１の状態情報には充電率（ＳＯＣ：State of Charge）が含まれる。

充電制御部３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが実行する制御プログラム及び制御データを格納した記憶部、並びに、ＣＰＵがデータを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）を有するＥＣＵである。記憶部には、電源機能部２５のうち、電力供給が中断すると支障が生じる場合のある優先電源機能部（例えば車載インバータ２３）と、電力供給の中断が許容される非優先電源機能部（例えばエアコン用インバータ２１及びヒータスイッチ）とを区分けする優先電源機能設定情報３４ａが格納されている。優先電源機能部と非優先電源機能部とは、例えば、車両１のメーカ又はディーラの設定者により設定されてもよいし、ユーザにより設定されてもよい。以下では、上記のように車載インバータ２３が優先電源機能部として設定され、エアコン用インバータ２１と図示略のヒータスイッチが非優先電源機能部として設定された例を示す。車載インバータ２３には、電源が中断されると支障のある電気機器が接続される可能性がある。

車両１は、さらに、ダッシュボード等に設けられた非接触充電移行スイッチ３６を備える。車両１の搭乗者は、非接触充電移行スイッチ３６を操作することで、充電制御部３４へ非接触充電への移行の指令を送ることができる。

なお、車両制御部１５と充電制御部３４とは通信ラインＬｃを介した通信により連携するので、図１の例に示される車両制御部１５の処理の一部（例えばシステムメインリレーＲ１の切替制御）は、充電制御部３４が行ってもよい。逆に、図１の例に示される充電制御部３４の処理の一部（例えば非接触充電移行スイッチ３６からの信号入力、充電用リレーＲ２の切替制御）は、車両制御部１５が行ってもよい。また、車両制御部１５と充電制御部３４とは、別構成とせずに、一組の制御部として統合されてもよい。

地上設備１００は、非接触に電力を伝送する送電コイル１０３と、外部電源の電力を変換して送電コイル１０３へ出力するインバータ１０２と、車両１の充電制御部３４と通信可能な通信部１０６と、インバータ１０２を駆動制御する地上設備制御部１０５とを備える。車両１の充電制御部３４は、通信部３３、１０６による無線通信を介して、地上設備制御部１０５へ、送電コイル１０３の励磁要求を送ることができる。

＜非接触充電処理＞
まず、通常の非接触充電処理について説明する。非接触充電処理は、車両１が地上設備１００の近傍にあるときに、非接触充電移行スイッチ３６が操作されることで開始される。非接触充電処理が開始されると、まず、充電制御部３４は、車両１を地上設備１００から受電可能な状態へ遷移させる非接触充電移行処理を実行する。非接触充電移行処理において、受電コイル３１と送電コイル１０３との位置合わせが未だである場合、充電制御部３４は、受電コイル３１の位置合わせ処理を開始する。

位置合わせ処理では、充電制御部３４が地上設備１００に位置合わせ用の弱い励磁を要求する。この要求に応じて送電コイル１０３が弱く励磁される。その後、充電制御部３４は、受電コイル３１に生じる誘導起電力を確認しながら運転者を誘導して車両を移動させ、これにより、受電コイル３１が送電コイル１０３に対向するように位置合わせを行う。受電コイル３１の位置合わせは、システムメインリレーＲ１が接続状態、充電用リレーＲ２が切断状態で実行される。

受電コイル３１の位置合わせが完了し、車両１が停止すると、充電制御部３４は、システムメインリレーＲ１と充電用リレーＲ２との両方が接続状態となるようにリレーの切替制御を行う。例えば、充電用リレーＲ２が切断状態にあれば、充電制御部３４は、順次、システムメインリレーＲ１を切断状態に切り替え、充電用リレーＲ２を接続状態に切り替え、システムメインリレーＲ１を接続状態に切り替える。このような切替制御により、充電用リレーＲ２に突入電流など過大な電流が流れることを抑制できる。

受電コイル３１の位置合わせとリレーの切替制御とが完了したら、充電制御部３４は、地上設備１００に、充電用の電力伝送を要求し、送電コイル１０３から受電コイル３１に電力伝送が行われる。受電コイル３１で受けた電力は、整流器３２で整流され、電源ラインＬｂを介してバッテリ１１へ送られる。さらに、このとき、電源機能部２５が使用されていれば、電源ラインＬｂからこれらにも電力が送られる。電力の伝送中、充電制御部３４は、充電時間、バッテリ１１の充電率、送電の有無等を監視し、例えば所定の充電時間が経過するか、バッテリ１１が満充電となったら、電力伝送の終了時と判断する。

＜非接触充電終了処理＞
図２は、充電制御部が実行する非接触充電終了処理の手順を示すフローチャートである。充電制御部３４は、電力伝送の終了時と判断したら、図２の非接触充電終了処理を開始する。そして、充電制御部３４は、地上設備１００に電力伝送の停止を要求する（ステップＳ１）。停止要求により、送電コイル１０３の励磁が停止される。次に、充電制御部３４は、車両制御部１５へ問い合わせを行って、電源機能部２５が使用中か否かを判別する（ステップＳ２）。判別の結果、電源機能部２５が未使用であれば、充電制御部３４は、充電用リレーＲ２を切断状態に切り替え（ステップＳ３）、車両制御部１５を介してシステムメインリレーＲ１を切断状態に切り替え（ステップＳ４）、非接触充電終了処理を終了する。なお、ステップＳ３とステップＳ４との順番は逆であってもよいし、同時に実行されてもよい。

一方、ステップＳ２の判別の結果、電源機能部２５が使用中であると判別された場合、充電制御部３４は、優先電源機能部（車載インバータ２３）の使用可能性が有るか否かを判別する（ステップＳ５）。具体的には、充電制御部３４は、その時点から車両１のシステムが終了する前に、優先電源機能部が使用される可能性があるか否かを判別する。システムの終了とは、搭乗者が車両１の起動ボタンに用いてシステム終了の操作を行うことで、システムメインリレーＲ１が切断状態に切り替えられ、かつ、車両制御部１５が待機モードに移行した状態を意味する。この実施形態では、優先電源機能部としては車載インバータ２３が設定されており、搭乗者が車室に残っている場合、車載インバータ２３が駆動されて、不特定の電気機器に電源が供給される可能性がある。したがって、充電制御部３４は、車両１に搭乗者が残っているか否かによって、ステップＳ５の優先電源機能部の使用可能性の判別処理を実行する。充電制御部３４は、例えばイモビライザーの電子キーが車室にあるか否か、図示しない車重センサの出力、シフトレバー４１の操作履歴、サイドブレーキの操作履歴、ドア開閉とシートベール装着の履歴、図示略のカメラによる車室内の撮影映像などから、車両１に搭乗者が残っているか否かを判別できる。

また、ステップＳ５の判別処理において、充電制御部３４は、その時点で優先電源機能部（車載インバータ２３）が使用されている場合には、当然に使用可能性有りと判断する。

その結果、車室に搭乗者が残っておらず、優先電源機能部（車載インバータ２３）の使用可能性が無いと判別されたら、充電制御部３４は、充電用リレーＲ２を切断状態に切り替え（ステップＳ６）、非接触充電終了処理を終了する。

一方、ステップＳ５の判別処理の結果、優先電源機能部（車載インバータ２３）の使用可能性が有ると判別されたら、充電制御部３４は、システムメインリレーＲ１及び充電用リレーＲ２の両方を接続状態としたまま、非接触充電終了処理を終了する。

なお、非接触充電終了処理において、システムメインリレーＲ１が接続状態のまま非接触充電が終了された場合、その後の搭乗者による、車両１のシステム終了の操作があったときに、車両制御部１５がシステムメインリレーＲ１を切断状態に切り替える。また、システムメインリレーＲ１と充電用リレーＲ２とが接続状態のまま非接触充電が終了された場合、その後の搭乗者による、車両１のシステム終了の操作があったときに、充電制御部３４が充電用リレーＲ２を切断状態に切り替える。これにより、システム終了後、バッテリ１１の高電圧が不必要に電源ラインＬｂ又は受電コイル３１等に出力されることを抑制できる。

また、非接触充電終了処理において、システムメインリレーＲ１と充電用リレーＲ２とが接続状態のまま非接触充電が終了された場合、その後の搭乗者による、シフトレバー４１のドライブ位置又はリバース位置への操作に基づいて、充電制御部３４が充電用リレーＲ２を切断状態に切り替える。これにより、車両１が走行する際に、受電コイル３１にバッテリ１１の高電圧が不必要に出力されることを抑制できる。

なお、図２のステップＳ５、Ｓ６の処理は、所定時間の時間切れまで、優先電源機能部の使用可能性が無い場合に、充電用リレーＲ２を切断する処理に変更されてもよい。充電終了時に、電源機能部２５の使用があり、かつ、車室に搭乗者が残っていない場合、しばらくの期間、車両１の状態に変化が生じないことが想定される。したがって、充電用リレーＲ２の切断まで遅延時間を設けても、遅延による悪影響は生じない。さらに、このような場合、その後に運転者等が車室に戻ってくることも想定され、所定時間の遅延により、その後に、優先電源機能部（車載インバータ２３）の使用可能性が高まるような場合に、それに対応することができる。

また、充電制御部３４は、ステップＳ６で充電用リレーＲ２を切断した後も、優先電源機能部の使用可能性が有るか否かの判別を継続的に繰り返し、使用可能性が無しから有りに変わった場合に、充電用リレーＲ２を接続状態に切り替える制御を行ってもよい。充電用リレーＲ２を接続状態に切り替える際には、充電用リレーＲ２に過大な電流が流れないよう、例えばシステムメインリレーＲ１を、一旦、切断し、その状態で充電用リレーＲ２を接続し、その後、システムメインリレーＲ１を接続するなどの、シーケンスが採用される。システムメインリレーＲ１が接続状態のまま、充電用リレーＲ２を保護しつつ充電用リレーＲ２を切断状態に切り替える方法がある場合、その方法が採用されてもよい。

一方、優先電源機能部の使用可能性の有りと無しとが、頻々に切り替わるような場合、上記の制御では、システムメインリレーＲ１と充電用リレーＲ２とが頻繁に断続動作し、これにより、リレーの劣化を早める恐れがある。そこで、ステップＳ６で充電用リレーＲ２を切断状態に切り替えた場合には、充電制御部３４は、優先電源機能部の使用可能性の有無の判別を繰り返すのではなく、優先電源機能部が実際に使用されたか否かの判別を繰り返し、優先電源機能部が実際に使用された場合に、充電用リレーＲ２を接続状態に切り替える制御を行ってもよい。このような制御により、システムメインリレーＲ１及び充電用リレーＲ２が頻繁に断続動作することを抑制できる。また、優先電源機能部の使用の操作が行われた場合には、優先電源機能部の電源電圧の供給を遅延させ、遅延中に、充電用リレーＲ２の切替の制御を行ってもよい。

＜非接触充電移行処理＞
図３は、充電制御部が実行する非接触充電移行処理の手順を示すフローチャートである。なお、前述した受電コイル３１の位置合わせ処理及びリレー切替制御を含んだ非接触充電移行処理は、図３のステップＳ１２の通常の非接触充電移行処理に該当する。本実施形態の非接触充電移行処理では、非接触充電の終了時に、充電用リレーＲ２が接続状態で維持される場合があるため、これに対応するステップが加わる。

非接触充電移行スイッチ３６が操作されて非接触充電移行処理が開始されると、まず、充電制御部３４は、充電用リレーＲ２が接続状態であるか否かを判別する（ステップＳ１１）。その結果、切断されていれば、前述したとおりの通常の非接触充電移行処理を実行する（ステップＳ１２）。一方、充電用リレーＲ２が接続状態である場合、充電制御部３４は、受電コイル３１の位置合わせの処理及びリレーの切替制御を行わずに、地上設備１００に電力伝送開始の要求を送り（ステップＳ１３）、バッテリ１１の充電を開始する。

＜比較＞
図４は、再充電処理を説明するグラフである。図４のグラフは、縦軸がバッテリ１１の充電率を示し、横軸が時間を示す。例えば、車両１の搭乗者が車室で何らかの作業を行いながら非接触充電を行ったとする。この場合、図４の期間Ｔ１に電源機能部２５が使用されながら非接触充電が行われ、満充電となったタイミングｔ１で非接触充電が終了しても、その後の期間Ｔ２において電源機能部２５が継続的に使用されることで、再び、バッテリ１１の充電率が低下する。そして、搭乗者が、或るタイミングｔ２で、充電率の低下に気づくと、搭乗者は、再び、非接触充電移行スイッチ３６を操作して非接触充電を開始する場合がある。再充電により、その後の期間Ｔ３において、バッテリ１１の充電率を回復できる。

ここで、第１の比較例として、非接触充電の終了時に、システムメインリレーＲ１と充電用リレーＲ２とが一律に切断されるような構成について説明する。このような構成では、搭乗者が電源機能部２５を使用して車室で作業している場合でも、非接触充電終了のタイミングｔ１で電源機能部２５への電力供給が停止されてしまう。このため、例えば電力供給の中断で停止するような電気機器を使用している場合、予期せずに電気機器が停止することで電源機能部２５の利便性が低下する。

次に、第２の比較例として、非接触充電の終了時、システムメインリレーＲ１は切断状態に切り替えられないが、充電用リレーＲ２が切断状態に切り替えられる構成について説明する。このような構成では、非接触充電中に電源機能部２５を使用していても、非接触充電終了時に電力供給が中断することはない。しかし、その後、図４のタイミングｔ２で非接触充電が再度行われるような場合に、電源供給の中断が生じる。なぜならば、前述したように、充電用リレーＲ２を切断状態から接続状態に切り替える場合、電源ラインＬｂに高電圧が出力されていると、突入電流により過大な電流が充電用リレーＲ２に流れてしまうため、システムメインリレーＲ１が、一旦、切断状態に切り替えられるからである。このため、例えば電力供給の中断によりリセットされる、あるいは、電力が中断される場合に動作を終了する必要のあるなどの、電力供給の中断により支障が生じる電気機器を使用している場合、バッテリ１１を再充電する際に電力供給が中断し利便性が低下する。

一方、本実施形態の非接触充電終了処理（図２）では、電源機能部２５が使用中である場合に、システムメインリレーＲ１が接続状態のまま、非接触充電が終了される。したがって、上記のように予期せずに電気機器が停止することが回避され、利便性の低下が抑制される。さらに、本実施形態の非接触充電終了処理（図２）では、優先電源機能部（車載インバータ２３）の使用可能性がある場合に、充電用リレーＲ２が接続状態のまま、非接触充電が終了される。そして、本実施形態の非接触充電移行処理（図３）では、充電用リレーＲ２が接続状態である場合に、そのまま電力伝送の開始が要求される。したがって、バッテリ１１の再充電の際に、電力供給が中断すると支障のある電気機器を使用していても、電力供給が中断されないので、電源機能部２５の利便性の低下が抑制される。

以上のように、本実施形態の車両１によれば、充電制御部３４は、電源機能部２５の使用状況に応じて、非接触充電の完了の際、システムメインリレーＲ１及び充電用リレーＲ２の切替手順を変更する。非接触充電中の電源機能部２５の使用状況は、非接触充電完了後の電源機能部２５の使用状況と相関する。したがって、上記のような制御により、非接触充電の完了後の電源機能部２５の使用状況に適した、システムメインリレーＲ１及び充電用リレーＲ２の切り替えを実現できる。これにより、非接触充電の完了後も電源機能部２５が継続して使用される場合、あるいは、電源機能部２５の継続使用中にバッテリ１１の再充電が行われる場合などに、電源機能部２５の利便性が低減されてしまうことを抑制できる。

また、本実施形態の車両１によれば、再度の非接触充電が行われる場合に、システムメインリレーＲ１と充電用リレーＲ２の状態を切り替えることなく、充電用の電力伝送が開始される。したがって、従来の再充電時と比較して、短時間で非接触充電を再開することができる。また、再充電の際、システムメインリレーＲ１と充電用リレーＲ２との切替が不要な分、システムメインリレーＲ１とプリチャージ部ＰＣの経時劣化を低減できる。

さらに、本実施形態の車両１によれば、充電制御部３４は、非接触充電の完了の際、電源機能部２５が使用中である場合に、システムメインリレーＲ１の接続状態を維持する。これにより、非接触充電の完了時に、使用していた電気機器が予期せず停止してしまうといった事態を回避できる。

さらに、本実施形態の車両１によれば、充電制御部３４は、非接触充電の完了の際、優先電源機能部の使用状況に基づいて、システムメインリレーＲ１と充電用リレーＲ２との切替手順を変更する。電源機能部２５には、電源供給中断の許容度が高い機器が接続されることが分かっているものと、電源供給中断の許容度が低い機器が接続されるもの、あるいは、このような機器が接続される可能性があるものとがある。そして、電源供給の中断の許容度が高ければ、非接触充電の完了後に、電源供給の中断があっても、搭乗者は利便性の低下を感じない。一方、電源供給中断の許容度が低ければ、非接触充電の完了後に、電源供給の中断があると、搭乗者は利便性の低下を感じやすい。したがって、優先電源機能部の使用状況に基づいて、リレーの切替手順を変更することで、搭乗者の利便性の低下を効率的に抑制することができる。

具体的には、充電制御部３４は、非接触充電の完了の際、優先電源機能部が使用されている場合に、充電用リレーＲ２の接続状態を維持する。これにより、非接触充電の完了後に、再度、非接触充電が行われる場合でも、システムメインリレーＲ１を切断せずに、非接触充電を開始することができ、優先電源機能部からの電源供給を継続させることができる。これにより、電源供給の中断が支障となる機器を使用している場合でも、電源供給の中断がなく、電源機能部２５の利便性の低下を抑制できる。

さらに、本実施形態の車両１によれば、充電制御部３４は、非接触充電の完了の際、優先電源機能部の使用の可能性の有無を判別し、使用の可能性があれば、充電用リレーＲ２の接続状態を維持する。したがって、非接触充電の完了後に、優先電源機能部が使用され、その後、非接触充電が再度実行されるような場合でも、優先電源機能部からの電源供給の中断がなく、電源機能部２５の利便性の低下を抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限らない。例えば、上記実施形態では、本発明に係る電力取込部として、非接触に電力伝送を行う構成を一例として示した。しかし、本発明に係る電力取込部としては、有線接続により外部電源から電力を伝送する構成が適用されてもよい。例えば、外部からＤＣ電源電圧を取り込んでバッテリを充電する車両においては、ＤＣ電源電圧が入力される電力取込部として、非接触充電機構における受電コイル及び整流器が有線の電力線に変わり、通信部が有線方式に変わった構成が適用され、その他の構成要素は、非接触充電機構とほぼ同様である。したがって、ＤＣ電源から有線接続によりバッテリを充電する車両においても、実施形態と同様の構成及び制御方法により、

また、上記実施形態では、車室に搭乗者が残っている場合に、優先電源機能部の使用の可能性ありと判別する例を示した。しかし、優先電源機能部の使用の可能性の有無は、例えば、充電を行った場所、充電時刻、曜日、天気情報などから、ユーザごとの習慣を学習し、この学習結果に基づいて優先電源機能部の使用の可能性を判別するなど、様々な手法が適用されてもよい。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１車両
１１バッテリ
１２インバータ
１３走行モータ
１４ＢＣＵ
１５車両制御部
２１エアコン用インバータ（非優先電源機能部）
２３車載インバータ（優先電源機能部）
２４車内コンセント
２５電源機能部
３１受電コイル（電力取込部）
３２整流器（電力取込部）
３４充電制御部
３６非接触充電移行スイッチ
４１シフトレバー
Ｌｂ電源ライン
Ｌｃ通信ライン
Ｒ１システムメインリレー（第１リレー）
Ｒ２充電用リレー（第２リレー）
ＰＣプリチャージ部
１００地上設備
１０３送電コイル

Claims

走行用の電力を蓄積するバッテリと、
外部から充電用の電力を取り込む電力取込部と、
前記バッテリから走行モータ以外の機器に電源を供給可能な電源機能部と、
前記電源機能部のうち優先度の高い電源として設定された優先電源機能部と、
前記電源機能部のうち前記優先電源機能部よりも優先度の低い電源として設定された非優先電源機能部と、
前記バッテリを電源ラインに接続又は切断する第１リレーと、
前記電力取込部を前記電源ラインに接続又は切断する第２リレーと、
前記電力取込部を介した前記バッテリの充電完了の際、前記電源機能部の使用状況及び前記優先電源機能部の使用状況に基づいて、前記第１リレー及び前記第２リレーの切替手順を変更する制御部と、
前記優先電源機能部の使用可能性を判断する判断部と、
を備え、
前記判断部は、前記充電完了の際、搭乗者が車室に残っている場合に、前記優先電源機能部の使用可能性があると判断し、
前記制御部は、前記充電完了の際、前記電源機能部が使用されていない場合に、前記第１リレー及び前記第２リレーを切断状態に切り替え、
前記制御部は、前記充電完了の際、前記電源機能部が使用中であって、かつ前記優先電源機能部が使用中である又は前記判断部が前記優先電源機能部の使用可能性があると判断した場合に、前記第１リレー及び前記第２リレーの接続を維持し、
前記制御部は、前記充電完了の際、前記電源機能部が使用中であって、かつ前記優先電源機能部が使用されていない又は前記判断部が前記優先電源機能部の使用の可能性がないと判断した場合に、前記第１リレーの接続を維持し、前記第２リレーを切断状態に切り替え、
前記制御部は、前記電力取込部を介した前記バッテリの充電を開始する際、前記第２リレーが切断状態である場合には、前記第１リレーを切断状態に切り替えた後に、前記第２リレーを接続状態に切り替え、その後に前記第１リレーを接続状態に切り替える切替制御を実行した後に、前記充電を開始し、
前記制御部は、前記電力取込部を介した前記バッテリの充電を開始する際、前記第２リレーが接続状態である場合には、前記切替制御を実行せずに、前記充電を開始することを特徴とする車両。
前記制御部は、
前記充電完了の際に前記第１リレー及び前記第２リレーの接続を維持した後、シフトレバーのドライブ位置又はリバース位置への操作を検出した場合には、前記第２リレーを切断状態に切り替え、
前記制御部は、
前記充電完了の際に前記第１リレー及び前記第２リレーの接続を維持した後、システム終了の操作があった場合に、前記第２リレーを切断状態に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の車両。
前記優先電源機能部は、前記バッテリの電力をＡＣ電源電圧に変換してコンセントに出力する車載インバータであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両。
前記判断部は、イモビライザーの電子キーが車室にあるか否か又はカメラによる車室内の撮影映像に基づいて、前記搭乗者が前記車室に残っているか否かを判別することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両。